JP2011198003A - 入力装置及びモード切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アプリケーションが有するモードをポインティング・デバイスを移動させずに切り替えることができ、かつ、モード切替時の操作性を向上させること。
【解決手段】ダブルノック式のノック部を備えるポインティング・デバイスを用いる入力装置１００は、検出部１０６は第１のノック又は第２のノックを検出し、切替部１０８は第１のモード及び第２のモードを有するアプリケーションにおいて、第１のモード時に第１のノックを検出した場合には第１のモードから第２のモードに切り替え、第１のノックを検出した後に第２のノックを検出した場合には第２のモードから第１のモードに切り替える。ここで、前記鉛筆モードから前記消しゴムモードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に描かれた線を消す。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力装置及びモード切替方法に関する。

近年、タッチパネルとスタイラスペン等のポインティング・デバイスとを有するペン入力システムが検討されている。ペン入力システムにおいて、ペン入力（手書き入力）アプリケーションを利用する際、複数の異なるモード（例えば、鉛筆モード及び消しゴムモード等）を切り替えて使用するために、例えば、画面上に表示された操作パレットで各モードを選択する。このようなペン入力システムでは、ユーザは、モードを切り替える度に、画面上の操作パレットに対応する位置までポインティング・デバイスをタッチパネル上で移動させなければならず、時間及び手間が掛かる。

そこで、例えば、ポインティング・デバイスであるペンにスイッチを備え、そのスイッチが押下されることで、モードを切り替えるペン入力システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に開示されたペン入力システムでは、ペン（ポインティング・デバイス）とタブレット（タッチパネルを備えるタブレット）との間の通信に用いる電波の周波数をモード毎に変わる。そして、ペンに備えられたスイッチを押下することにより、電波の周波数を切り替えることで、モードの切替を行う。

また、例えば、ポインティング・デバイスであるペンのペン先に圧力センサを備え、ペン先に加わる圧力（つまり、筆圧）を複数レベルで検知する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、検知した複数レベルの圧力と複数のモードとを１対１で対応付けられる。そして、ペン先で検知された圧力がケーブル経由でタブレットに伝達されることで、検知された圧力に対応するモードに切り替えられる。

これらの従来技術によれば、ポインティング・デバイスを操作パレットへ移動させることなく、モードを切り替えることが可能となる。

特開平７−２００１３１号公報 特開平４−３５３９１８号公報

しかしながら、上記従来技術では、ポインティング・デバイスであるペンにスイッチを備えたり、ペン先に圧力センサを備えたりする必要がある。さらに、ポインティング・デバイスからタッチパネル等を備えるタブレットへの情報（電波又は圧力レベル）を伝達するための通信回路が必要となる。すなわち、ポインティング・デバイスを移動させずにモードを切り替えるには、モード切替処理に必要な回路（スイッチ又は圧力センサ）及び通信デバイスが必要となるため、ポインティング・デバイスでのモード切替処理が必要になるとともに、ポインティング・デバイスはより高価になる。

さらに、特許文献２のように、複数レベルの圧力と複数のモードとを１対１で対応付ける場合、ポインティング・デバイスであるペンのペン先に加わる圧力（筆圧）の加減によってはユーザが意図しないモード切替が発生する場合があり得る。すなわち、特許文献２では、互いに異なるモードを切り替える際の操作性（筆圧加減）が悪いという課題が発生する。

本発明の目的は、アプリケーションが有するモードをポインティング・デバイスを移動させずに切り替えることができ、モード切替時の操作性を向上させることができる入力装置及びモード切替方法を提供することである。

本発明の入力装置は、先端部分が軸筒に押し込まれると第１のノックが発生し、前記第１のノックが発生後に前記先端部分が前記軸筒から引き出されると第２のノックが発生するダブルノック式のノック部を備えるポインティング・デバイスを用いる入力装置であって、前記ポインティング・デバイスとの接触位置での荷重を検出可能なセンサを有する前記入力装置において、前記荷重の時間変化と、前記第１のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第１のノックを検出する第１の検出手段と、前記荷重の時間変化と前記第２のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第２のノックを検出する第２の検出手段と、第１のモード及び第２のモードを有するアプリケーションにおいて、前記第１のモード時に前記第１のノックを検出した場合には前記第１のモードから前記第２のモードに切り替え、前記第１のノックを検出した後に前記第２のノックを検出した場合には前記第２のモードから前記第１のモードに切り替える切替手段と、を具備し、前記切替手段は、前記鉛筆モードから前記消しゴムモードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に描かれた線を消し、前記消しゴムモードから前記鉛筆モードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に消された線を描く構成を採る。

本発明のモード切替方法は、先端部分が軸筒に押し込まれると第１のノックが発生し、前記第１のノックが発生後に前記先端部分が前記軸筒から引き出されると第２のノックが発生するダブルノック式のノック部を備えるポインティング・デバイスを用いる入力装置であって、前記ポインティング・デバイスとの接触位置での荷重を検出可能なセンサを有する前記入力装置におけるモード切替方法であって、前記荷重の時間変化と、前記第１のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第１のノックを検出する第１の検出ステップと、前記荷重の時間変化と前記第２のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第２のノックを検出する第２の検出ステップと、第１のモード及び第２のモードを有するアプリケーションにおいて、前記第１のモード時に前記第１のノックを検出した場合には前記第１のモードから前記第２のモードに切り替え、前記第１のノックを検出した後に前記第２のノックを検出した場合には前記第２のモードから前記第１のモードに切り替える切替ステップと、を具備し、前記切替ステップは、前記鉛筆モードから前記消しゴムモードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に描かれた線を消し、前記消しゴムモードから前記鉛筆モードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に消された線を描く構成を採る。

アプリケーションが有するモードをポインティング・デバイスを移動させずに切り替えることができるだけでなく、モード切替時の不要な描画や消去などを防止でき、モード切替時の操作性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係る入力装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係るダブルノック式スタイラスペンにおけるノック操作を示す図 本発明の一実施の形態に係るノック操作時における荷重の時間変化を示す図 本発明の一実施の形態に係るノック操作の検出アルゴリズムの一例を示す図 本発明の一実施の形態に係る入力装置におけるモード切替処理の流れを示す図 本発明の一実施の形態における動作例を示す図

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

本実施の形態に係るペン入力システムは、ポインティング・デバイス（スタイラスペン）と、本発明に係る入力装置とを備える。また、本発明に係る入力装置は、ポインティング・デバイスとの接触位置での荷重を検出可能なセンサ（例えば、感圧式タッチパネル）を備える。

ここで、スタイラスペン（ポインティング・デバイス）は、ダブルノック式のノック部（又はノック機構ともいう。例えば、特開昭６０−５４８９６号公報参照）を具備する。

具体的には、図１Ａに示すように、スタイラスペンは、軸筒と、先端部分とから構成される。また、図１Ａに示すスタイラスペンのノック部はカム及びバネを備え（図示せず）、先端部分に荷重が加わるとバネの力によって先端部分が軸筒内に押し込まれる。また、スタイラスペンでは、先端部分に加わる荷重が或る閾値を超えると、図１Ｂに示すように、第１のノックが発生する。また、図１Ｂに示す第１のノックが発生した後に先端部分が軸筒から引き出されると、図１Ｃに示すように第２のノックが発生する。すなわち、スタイラスペンは、先端部分が軸筒に押し込まれると第１のノックが発生し、第１のノックの発生後に先端部分が軸筒から引き出されると第２のノックが発生するダブルノック式のノック部を備える。

そして、本実施の形態に係るペン入力システムでは、図１に示すスタイラスペンの先端部分を、本発明に係る入力装置が有するタッチパネルに接触させることにより、ペン入力処理を行う。

また、以下の説明では、上記ペン入力システムを用いるアプリケーションは、第１のモード及び第２のモードを有する。なお、以下の説明では、入力装置１００を用いるアプリケーションの一例として描画アプリケーションを使用する場合について説明する。また、描画アプリケーションが有する第１のモードを鉛筆モードとし、第２のモードを消しゴムモードとする。また、図３に示すように、第１のノックが検出される前の状態（図１Ａに示すスタイラスペンの先端部分が押し込まれていない状態）、つまり、イベント状態が第１イベント検出状態である場合におけるアプリケーションのモードを第１のモード（鉛筆モード）とする。

図２は、本実施の形態に係る入力装置の構成を示すブロック図である。図２に示す入力装置１００において、入力部１０１は、タッチパネル（例えば感圧式タッチパネル）であり、スタイラスペン（ポインティング・デバイス）とタッチパネルとの接触を検知する。ここで、タッチパネルは、スタイラスペン（ポインティング・デバイス）との接触位置での荷重を検出可能なセンサである。そして、入力部１０１は、スタイラスペンとタッチパネルとの接触の検知を示す情報を取得部１０２に出力する。

取得部１０２は、スタイラスペンとタッチパネルとの接触の検知を示す情報が入力部１０１から入力された場合、スタイラスペンの先端部分に加わる荷重（タッチパネルにかかる筆圧）をタッチパネルから取得する。そして、取得部１０２は、取得した荷重を示す荷重データを、記憶部１０３及び判定部１０５に出力する。

記憶部１０３は、取得部１０２から入力される荷重データを順次記憶し、荷重データの履歴（過去の荷重データ）を一時的に保持する。

管理部１０４は、後述する判定部１０５での第１のノック及び第２のノックの検出結果を用いて、現時点で第１のノック（第１のイベント）が検出された状態であるか否かを管理する。具体的には、管理部１０４は、判定部１０５で第１のノックが検出された場合（スタイラスペンの先端部分が押し込まれた状態。例えば図１Ｂ）、第１のノック（第１のイベント）が検出された状態（以下、第１イベント検出状態という）として現時点の状態（イベント状態）を管理する。一方、管理部１０４は、第１のノックの検出後に判定部１０５で第２のノックが検出された場合（スタイラスペンの先端部分が引き上げられた状態。例えば図１Ａ又は図１Ｃ）、第１のノック（第１のイベント）が検出されていない状態（以下、第１イベント未検出状態）として現時点の状態（イベント状態）を管理する。

判定部１０５は、タッチパネルで検出される、スタイラスペンの先端部分に加わる荷重の時間変化に基づいて、第１のノック及び第２のノックを検出する。そして、判定部１０５は、管理部１０４で管理されているイベント状態に応じて、切替部１０８に対してモードの切替の指示を行うか否かを判定する。また、判定部１０５は、検出部１０６及び切替判定部１０７を内部に備える。

判定部１０５の検出部１０６は、取得部１０２から入力される荷重データ（最新の荷重）及び記憶部１０３から読み出した荷重データ（過去の荷重データ）を用いて、タッチパネルで検出された荷重の時間変化と、第１のノックにおける荷重の時間変化パターンとを比較することにより、第１のノック（図１Ｂ）を検出する。すなわち、検出部１０６は、タッチパネルで検出された荷重の時間変化と、第１のノックにおける荷重の時間変化パターンとが一致する場合には、タッチパネルで検出された荷重の時間変化に相当する操作が第１のノックであると判断する。検出部１０６は、第１の検出部（図示せず）を有し、第１のノックを第１の検出部で検出するようにしてもよい。

また、検出部１０６は、取得部１０２から入力される荷重データ（最新の荷重）及び記憶部１０３から読み出した荷重データ（過去の荷重）を用いて、タッチパネルで検出された荷重の時間変化と、第２のノックにおける荷重の時間変化パターンとを比較することにより、第２のノック（図１Ｃ）を検出する。すなわち、検出部１０６は、タッチパネルで検出された荷重の時間変化と、第２のノックにおける荷重の時間変化パターンとが一致する場合には、タッチパネルで検出された荷重の時間変化に相当する操作が第２のノックであると判断する。検出部１０６は、第２の検出部（図示せず）を有し、第２のノックを第２の検出部で検出するようにしてもよい。

そして、検出部１０６は、第１のノック及び第２のノックの検出結果を管理部１０４及び切替判定部１０７に出力する。

判定部１０５の切替判定部１０７は、管理部１０４が管理するイベント状態及び検出部１０６から入力される検出結果に基づいて、アプリケーションのモードが有する第１のモード及び第２のモード切替を行うか否かを判定する。具体的には、切替判定部１０７は、第１のモード及び第２のモードを有するアプリケーションにおいて、第１のモード時（例えば、第１イベント未検出状態におけるモード時）に第１のノックが検出された場合には第１のモードから第２のモードへの切替を切替部１０８に指示する。また、切替判定部１０７は、第１のノックの検出後（第１イベント検出状態）に第２のノックが検出された場合には、第２のモードから第１のモードへの切替を切替部１０８に指示する。

切替部１０８は、判定部１０５の切替判定部１０７からの指示に従って、アプリケーションが有する第１のモード及び第２のモードを切り替える。具体的には、切替部１０８は、第１のモード時に検出部１０６で第１のノックが検出された場合には第１のモードから第２のモードに切り替え、第１のノックの検出後に検出部１０６で第２のノックが検出された場合には第２のモードから第１のモードに切り替える。

描画情報管理部１０９は、タッチパネルにペンの荷重がかかってから外れるまで、ペン入力（手書き入力）アプリケーションにて描かれた線の情報を管理する。

描画処理判定部１１０は、ノック入力を検知した際の接触情報をチェックする。ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が一定以上の長さにわたって検出されたときに、第一のモード時は描画処理部１１１に既に描いた線を消すように指示し、第二のモード時は描画処理部１１１に既に消した線を描くように指示する。

描画処理部１１１は、描画処理判定部１１０から線を消すように指示された場合に、既に描かれた線を消し、描画処理判定部１１０から線を描くように指示された場合に、既に消された線を描く。

次に、図３に、スタイラスペンの先端部分における荷重（筆圧）の時間変化を示す図を示す。

スタイラスペンの先端部分を入力装置１００が備えるタッチパネルに接触させて、スタイラスペンの先端部分を軸筒内に押し込み、荷重を加え続けると（図１Ａの状態から図１Ｂの状態へ推移させると）、第１のノックが発生する。このとき、取得部１０２で取得される荷重の時間変化は、図３に示すように、スタイラスペンの先端部分が押し込まれていない状態（図１Ａ）での荷重Ｚ_ｌ付近から、先端部分が押し込まれた状態（図１Ｂ）での荷重Ｚ_ｈ付近まで増加するようになる。ただし、図３に示すように、第１のノックの発生時には荷重Ｚ_ｌ付近から荷重Ｚ_ｈ付近に増加する途中で荷重が急激に落ち込む。換言すると、図３に示すように、第１のノックの発生時には荷重の時間変化はパルス的波形（負の方向のパルス的波形）となる。

また、第１のノックの発生後（図１Ｂ）において、スタイラスペンの先端部分をタッチパネルに接触させたまま、軸筒内から引き上げると（図１Ｂの状態から図１Ｃの状態へ推移させると）、第２のノックが発生する。このとき、取得部１０２で取得される荷重の時間変化は、図３に示すように、スタイラスペンの先端部分が押し込まれた状態（図１Ｂ）での荷重Ｚ_ｈ付近から、先端部分が引き上げられた状態（図１Ｃ）での荷重Ｚ_ｌ付近まで減少するようになる。ただし、図３に示すように、第２のノックの発生時には荷重Ｚ_ｈ付近から荷重Ｚ_ｌ付近に減少する途中で荷重が急激に増加する。換言すると、図３に示すように、第２のノックの発生時には荷重の時間変化はパルス的波形（正の方向のパルス的波形）となる。

そこで、入力装置１００の判定部１０５の検出部１０６は、取得部１０２で取得した荷重の時間変化が、図３に示す第１のノック時の荷重の時間変化パターン（筆圧変化パターン）と一致する場合には第１のノックを検出する。同様に、検出部１０６は、取得部１０２で取得した荷重の時間変化が、図３に示す第２のノック時の荷重の時間変化パターン（筆圧変化パターン）と一致する場合には第２のノックを検出する。

そして、切替判定部１０７は、図３に示すように、第１のモード（鉛筆モード）時に検出部１０６が第１のノックを検出した場合には第１のモード（鉛筆モード）から第２のモード（消しゴムモード）への切替を切替部１０８に指示する。また、切替判定部１０７は、図３に示すように、第１のノックの検出後、つまり、第２のモード（消しゴムモード）において検出部１０６が第２のノックを検出した場合には、第２のモード（消しゴムモード）から第１のモード（鉛筆モード）への切替を切替部１０８に指示する。

つまり、入力装置１００は、第１のモード（鉛筆モード）時にスタイラスペンの先端部分の押し込み操作（第１のノックを発生させる操作）を検出すると、第１のモード（鉛筆モード）から第２のモード（消しゴムモード）への切替を行う。そして、入力装置１００は、スタイラスペンの先端部分の押し込み操作後（第１のノックの発生後）に、スタイラスペンの先端部分の引き上げ操作（第２のノックを発生させる操作）を検出すると、第２のモード（消しゴムモード）から第１のモードへの切替を行う。すなわち、入力装置１００は、図３に示す第１のノックを検出すると、第１のモード（鉛筆モード）から第２のモード（消しゴムモード）に切り替え、第２のモードの状態で第２のノックを検出すると、再び第１のモード（鉛筆モード）に戻す。

換言すると、入力装置１００の切替部１０８では、図３に示すように、第１のノックが検出されるまでの期間、及び、第２のノックが検出された後の期間を、第１のモード（鉛筆モード）期間とする。これに対して、切替部１０８は、第１のノックが検出されてから第２のノックが検出されるまでの期間を、第２のモード（消しゴムモード）期間とする。

すなわち、入力装置１００では、第１のノック及び第２のノックが、第１のモードと第２のモードとの切替のタイミング（トリガ）となる。よって、ユーザは、第１のノック又は第２のノックの発生を認識することで、第１のモード（鉛筆モード）と第２のモード（消しゴムモード）との切替タイミングを確実に認識することが可能となる。

次に、一例として、検出部１０６における第１のノックの検出アルゴリズムについて図４を用いて説明する。ただし、検出部１０６における第１のノック（又は第２のノック）の検出アルゴリズムは、図４で説明する検出アルゴリズムに限らない。すなわち、入力装置１００で取得された荷重の時間変化が、図３に示す第１のノック（又は第２のノック）時の荷重の時間変化パターンと一致するか否かを判断できる検出アルゴリズムであればよい。

図４において、第１のノック発生時における荷重の落ち込み量（減少量）を判断するための閾値をΔＺ_ｄｏｗｎとし、第１のノック発生時における荷重の落ち込みからの戻り量（増加量）を判断するための閾値をΔＺ_ｕｐとし、第１のノック発生時における荷重の落ち込み時の下限値を判断するための閾値をΔＺ_ｌｏｗとする。

具体的には、検出部１０６は、取得部１０２で取得した最新の荷重データ及び記憶部１０３で記憶されている過去の荷重データに基づいて、荷重の落ち込み量が閾値ΔＺ_ｄｏｗｎよりも大きく（条件（１））、かつ、荷重の落ち込みからの戻り量が閾値ΔＺ_ｕｐよりも大きく（条件（２））、かつ、荷重の落ち込み時の下限値が閾値ΔＺ_ｌｏｗよりも大きい場合（条件（３））、荷重の時間変化を第１のノック時の荷重の時間変化であると判断する。つまり、検出部１０６は、タッチパネルで検出された荷重の時間変化が上記条件（１）〜（３）の全て満たす場合、第１のノックを検出する。

例えば、図４では、時刻（ｔ−２）における荷重Ｚ（ｔ−２）と時刻（ｔ−１）における荷重Ｚ（ｔ−１）との差がΔＺ_ｄｏｗｎよりも大きいとする。すなわち、荷重の落ち込み量（Ｚ（ｔ−２）−Ｚ（ｔ−１））＞ΔＺ_ｄｏｗｎとなり、条件（１）を満たす。

また、図４では、時刻ｔにおける荷重Ｚ（ｔ）と時刻（ｔ−１）における荷重Ｚ（ｔ−１）との差がΔＺ_ｕｐよりも大きいとする。すなわち、荷重の戻り量（Ｚ（ｔ）−Ｚ（ｔ−１））＞ΔＺ_ｕｐとなり、条件（２）を満たす。

また、図４では、時刻（ｔ−１）における荷重Ｚ（ｔ−１）はΔＺ_ｌｏｗよりも大きいとする。すなわち、荷重の落ち込み時の下限値Ｚ（ｔ−１）＞ΔＺ_ｌｏｗとなり、条件（３）を満たす。

よって、上述した条件（１）〜（３）を全て満たすため、検出部１０６は、図４に示す時刻（ｔ−２）〜時刻ｔにおける荷重Ｚ（ｔ−２）〜荷重Ｚ（ｔ）の時間変化を、第１のノック時の荷重の時間変化パターンであると判断する。つまり、検出部１０６は、図４に示す時刻ｔにおいて第１のノックを検出する。

なお、条件（３）は、例えば図４においてＺ（ｔ−１）が０（タッチパネルから離れた状態）になるダブルタップ操作をノック操作として誤検出しないために設けた条件である。ただし、実際には、ユーザは第１のノックと同一時間（図４では時刻（ｔ−２）〜時刻ｔの期間）でダブルタップ操作を行うことは不可能に近い。よって、図４において、条件（１）及び（２）を満たし、条件（３）を満たさない場合（つまり、条件（３）を省略した場合）でも、検出部１０６は、その荷重の時間変化を第１のノック時の荷重の時間変化であると判断してもよい。

次に、入力装置１００におけるモード切替処理について詳細に説明する。図５は、入力装置１００におけるモード切替処理の流れを示す。図６は、本実施の形態における動作例を示す。

図５において、ステップ（以下、ＳＴという）１０１では、取得部１０２は、タッチパネルで検出される、スタイラスペンの先端部分に加わる荷重（筆圧）を示す荷重データを取得する。ＳＴ１０２では、取得部１０２は、ＳＴ１０１で荷重データを取得したか否か、つまり、荷重データが存在するか否かを判断する。ＳＴ１０１で取得部１０２が荷重データを取得していない場合、つまり、ＳＴ１０１で取得された荷重データが無い場合（ＳＴ１０２：ＮＯ）、ＳＴ１０１の処理に戻る。

一方、ＳＴ１０１で取得部１０２が荷重データを取得した場合、つまり、ＳＴ１０１で取得された荷重データが有る場合（ＳＴ１０２：ＹＥＳ）、記憶部１０３は、ＳＴ１０１で取得された荷重データを記憶する。

ＳＴ１０４では、判定部１０５の検出部１０６は、記憶部１０３に記憶されている過去の荷重データ及び取得部１０２で取得された最新の荷重データを読み出す。ＳＴ１０５では、判定部１０５の切替判定部１０７は、管理部１０４で管理されているイベント状態を取得する。ＳＴ１０６では、切替判定部１０７は、ＳＴ１０５で取得したイベント状態が第１イベント検出状態（つまり、図１Ｂに示す第１のノックが発生した状態）であるか否かを判断する。ここで、第１イベント検出状態は、図３に示す第１のノックが検出されてから第２のノックが検出されるまでの第２のモード時であり、第１イベント未検出状態は、図３に示す第１のノックが検出される前の第１のモード時である。

ＳＴ１０５で取得したイベント状態が第１イベント検出状態ではない場合（ＳＴ１０６：ＮＯ）、つまり、第１イベント未検出状態（第１のモード）である場合、ＳＴ１０７では、検出部１０６は、第１のノック（第１のイベント）の検出処理を行う。ＳＴ１０８では、検出部１０６は、ＳＴ１０７において第１のノック（第１のイベント）が検出されたか否かを判断する。ＳＴ１０７において第１のノックが検出されない場合（ＳＴ１０８：ＮＯ）、ＳＴ１０１の処理に戻る。

一方、ＳＴ１０７において第１のノックが検出された場合（ＳＴ１０８：ＹＥＳ）、ＳＴ１０９では、管理部１０４は、管理しているイベント状態を第１イベント未検出状態から第１イベント検出状態に更新する。

ＳＴ１１０では、切替判定部１０７は、第１のモードから第２のモードへの切替を切替部１０８に指示し、切替部１０８は、アプリケーションにおけるモードを、第１のモードから第２のモードへ切り替える。すなわち、入力装置１００は、第１イベント未検出状態（ＳＴ１０６：ＮＯ）に相当する第１のモード時に、第１のノックを検出した場合（ＳＴ１０８：ＹＥＳ）には、第１のモードから第２のモードに切り替える。

ＳＴ１１１において、描画処理判定部１１０が所定の値以上、かつ一定時間以上の長さの接触位置の荷重を検出した場合（ＳＴ１１１：ＹＥＳ）、ＳＴ１１２で描画処理部１１１は既に描かれた線を消し、ＳＴ１０１の処理に戻る。ＳＴ１１１において、所定の値以上、かつ一定時間以上の長さの接触位置の荷重が検出されない場合（ＳＴ１１１：ＮＯ）、既に描かれた線を消さずにＳＴ１０１の処理に戻る。

一方、ＳＴ１０５で取得したイベント状態が第１イベント検出状態（第２のモード）の場合（ＳＴ１０６：ＹＥＳ）、ＳＴ１１３では、検出部１０６は、第２のノック（第２のイベント）の検出処理を行う。ＳＴ１１４では、検出部１０６は、ＳＴ１１３において第２のノック（第２のイベント）が検出されたか否かを判断する。ＳＴ１１３において第２のノックが検出されない場合（ＳＴ１１４：ＮＯ）、ＳＴ１０１の処理に戻る。

一方、ＳＴ１１１において第２のノックが検出された場合（ＳＴ１１４：ＹＥＳ）、ＳＴ１１３では、管理部１０４は、管理しているイベント状態を第１イベント検出状態から第１イベント未検出状態に更新する。

ＳＴ１１４では、切替判定部１０７は、第２のモードから第１のモードへの切替を切替部１０８に指示し、切替部１０８は、アプリケーションにおけるモードを、第２のモードから第１のモードへ切り替える。すなわち、入力装置１００は、第１のノックの検出後の状態である第１イベント検出状態（ＳＴ１０６：ＹＥＳ）に相当する第２のモード時に、第２のノックを検出した場合（ＳＴ１１４：ＹＥＳ）には、第２のモードから第１のモードに切り替える。

ＳＴ１１７において、描画処理判定部１１０が所定の値以上、かつ一定時間以上の長さの接触位置の荷重を検出した場合（ＳＴ１１７：ＹＥＳ）、ＳＴ１１８で描画処理部１１１は既に消された線を描き、ＳＴ１０１の処理に戻る。ＳＴ１１７において、所定の値以上、かつ一定時間以上の長さの接触位置の荷重が検出されない場合（ＳＴ１１７：ＮＯ）、既に消された線を描かずにＳＴ１０１の処理に戻る。

このように、本実施の形態に係る入力装置１００は、ダブルノック式のノック部を備えるスタイラスペンの第１のノック及び第２のノックを検出することで、アプリケーションが有するモードを切り替える。これにより、入力装置１００は、例えば、描画アプリケーションが有する鉛筆モード（第１のモード）と消しゴムモード（第２のモード）とを、スタイラスペンのノック操作を行うだけで切り替えることができる。つまり、入力装置１００では、スタイラスペンの操作パレットへの移動が不要となり、描画効率を向上させることが可能となる。

また、鉛筆モード（第１のモード）時には、所定の値以上、かつ一定時間以上の長さの接触位置の荷重が検出された場合は、既に描かれた線を消すため、不要な線（点）を描画することなく、消しゴムモード（第２のモード）に切り替えることができる。消しゴムモード（第２のモード）時には、所定の値以上、かつ一定時間以上の長さの接触位置の荷重が検出された場合は、既に消された線を描くため、不要な線（点）を消すことなく、鉛筆モード（第１のモード）に切り替えることができる。

また、描画アプリケーションにおいて、例えば、画面上に文字等を描画する鉛筆モード（入力モード）、及び、描画された文字等を消去する消しゴムモード（消去モード）は、処理機能が相反する処理を行うモードである。また、スタイラスペンに加わる荷重（図３では荷重Ｚ_ｌ）が小さい操作（図１Ａ又は図１Ｃに示す先端部分が引き上げられた状態でのスタイラスペンの操作）、及び、スタイラスペンに加わる荷重（図３では荷重Ｚ_ｈ）が大きい操作（図１Ｂに示す先端部分が押し込まれた状態でのスタイラスペンの操作）は、ユーザが受ける負荷（ユーザが加えるべき筆圧の大きさ）が相反する操作である。つまり、入力装置１００では、処理機能が相反する２つのモードと、ユーザが受ける負荷が相反する２つの操作とをそれぞれ対応付けている。よって、ユーザは、処理機能が相反する処理を、ユーザが受ける負荷が相反する２つの操作により区別して切り替えることで、直感的なスタイラスペンの操作が可能となり、ユーザの操作性を向上させることができる。

また、スタイラスペンの先端部分が押し込まれた状態（図１Ｂ）では、スタイラスペンの先端部分が引き上げられた状態（図１Ａ又は図１Ｃ）よりも、入力装置１００で検出される荷重圧はより大きくなる。すなわち、スタイラスペンの先端部分が押し込まれた状態（図１Ｂ）では、スタイラスペンの先端部分が引き上げられた状態（図１Ａ又は図１Ｃ）よりもユーザが加えるべき荷重（筆圧）はより大きくなる。換言すると、スタイラスペンの先端部分が引き上げられた状態（図１Ａ又は図１Ｃ）では、スタイラスペンの先端部分が押し込まれた状態（図１Ｂ）よりもユーザが加えるべき荷重（筆圧）は少なく済む。

よって、入力装置１００では、図１Ａ及び図１Ｃに対応する第１のモードとして、より多く使用されるモードを設定し、図１Ｂに対応する第２のモードとして第１のモードよりも使用されにくいモードを設定してもよい。これにより、ユーザは、より多く使用される第１のモードでは、余分な筆圧を加えることなく（ユーザに与える負荷を少なくして）スタイラスペンを操作することができ、使用されにくい第２のモードでは、第１のモードよりも大きな筆圧を加えてモード切替を行えばよい。これにより、ユーザに与える肉体的負荷（大きな荷重（例えば図３に示す荷重Ｚ_ｈ）を加え続ける操作）を低減することができる。ただし、上述したように、入力装置１００では、第１のノック及び第２のノックを検出することで、第１のモードと第２のモードとの切替を行う。つまり、ユーザは、第１のノック又は第２のノックをモード切替のトリガとして認識することができるため、第１のモードと第２のモードとの切替のタイミングを確実に把握してモード間の切替を行うことができる。これより、ユーザは直感的な操作が可能となり、ユーザの操作性を向上させることができる。

このようにして、本実施の形態によれば、入力装置は、ダブルノック式スタイラスペン（ポインティング・デバイス）に加えられる荷重の時間変化に基づいて、アプリケーションが有する第１のモード及び第２のモードを切り替える。すなわち、本実施の形態に係る入力装置では、モードの切替は、ダブルノック式スタイラスペンでの２つのノック操作に対応付けられている。これにより、ユーザは、スタイラスペン（ポインティング・デバイス）に対してノック操作（ノックを発生させる操作）を行うだけで、モード切替を行うことができる。また、ユーザは、ノック操作（第１のノック又は第２のノック）をモード切替のタイミング（トリガ）として確実に認識することができる。よって、本実施の形態によれば、アプリケーションが有するモードをポインティング・デバイスを移動させずに切り替えることができ、かつ、モード切替時の操作性を向上させることができる。

なお、第１のノック及び第２のノックを発生させるためのダブルノック式スタイラスペンの構造は例えばゴム等、バネ以外の材料であってもよく、図３に示す第１のノック時及び第２のノック時における荷重の時間変化の特徴を有するものであればその形状は問わない。さらにはスタイラスペンに限らず、社会に広く普及しているダブルノック式ボールペンがペン先と反対側に備えているノック部を、本実施の形態におけるポインティング・デバイスとして用いてもよい。すなわち、本発明ではダブルノック式のノック部（ノック機構）を備える物をポインティング・デバイスとして用いるだけでよく、モード切替のための回路又は通信デバイスは不要となる。また、本発明では、ダブルノック式のノック部（ノック機構）を備える物をポインティング・デバイスとして用いればよく、入力装置が備えるタッチパネルとしては、例えば従来の感圧式タッチパネルをそのまま用いることができる。

また、上記実施の形態では、描画アプリケーションにおいて、第１のモードを鉛筆モードとし、第２のモードを消しゴムモードとする場合について説明した。しかし、モード切替対象となるモードは、鉛筆モード及び消しゴムモードに限らない。例えば、描画アプリケーションにおいて、第１のモードを黒色ペンモードとし、第２のモードを赤色ペンモードとしてもよい。これにより、ポインティング・デバイスを移動させることなく２色の色ペンモードを使用することができる。また、ペンモードにおける色の種類は黒色及び赤色に限らない。

または、描画アプリケーションにおいて、第１のモードを黒色ペンモードとし、第２のモードを蛍光ペンモードとしてもよい。例えば、黒色ペンモードを使用して入力した文字に対して、蛍光ペンモードでマーキングする場合でも、ユーザは、ポインティング・デバイスを移動させることなく黒色ペンモードから蛍光ペンモードにモードを切り替えて蛍光ペンモードを使用することができる。

または、描画アプリケーションにおいて、第１のモードを黒色ペンモードとし、第２のモードを印鑑（押印）モードとしてもよい。例えば、黒色ペンモードを使用して文字を入力した後に、印鑑（押印）モードで押印する場合でも、ユーザは、ポインティング・デバイスを移動させることなく黒色ペンモードから印鑑（押印）モードにモードを切り替えて印鑑モードを使用することができる。

また、上記実施の形態では、アプリケーションとして描画アプリケーション（手書き入力アプリケーション）を用いる場合について説明した。しかし、描画アプリケーションに限らず、例えば、あらゆるアプリケーションにおける一般的な操作について本発明を適用してもよい。例えば、第１のモードを通常の操作（例えば、アイコンのドラッグ等）とし、第２のモードをプロパティ表示（例えば、ドラッグしているアイコンに対応するファイルの情報をポップアップ表示）としてもよい。

または、第１のモードを通常の操作とし、第２のモードを拡大鏡モード（虫眼鏡モード）としてもよい。これにより、拡大鏡モードを画面上の操作パレットから選択する必要がなく、つまり、ポインティング・デバイスを移動させることなく拡大鏡モードを使用することができる。

また、本発明において、入力装置は、ダブルノック式のノック部を備えるポインティング・デバイスにおいて、先端部分が軸筒に押し込まれると発生する第１のイベント（上記実施の形態では第１のノック）、及び、第１のイベントが発生後に先端部分が軸筒から引き出されると発生する第２のイベント（上記実施の形態では第２のノック）を検出することにより、第１のモード及び第２のモードを切り替えればよい。例えば、上記実施の形態では、入力装置が、第２のノック時の荷重の時間変化パターン（例えば、図３）と、実際の荷重の時間変化とを比較することで第２のイベント（第２のノック）を検出する場合について説明した。しかし、入力装置は、第２のノック時の荷重の時間変化パターンを用いずに第２のイベントを検出してもよい。例えば、入力装置は、図３に示す第２のモード時に、荷重（筆圧）が予め設定された閾値を下回ったか否かを判断することにより、第２のイベントを検出してもよい。つまり、入力装置は、パルス的波形を考慮せずに、荷重（筆圧）が或る閾値を下回る動作を第２のイベントとして検出する。この場合でも、アプリケーションが有するモードをポインティング・デバイスを移動させずに切り替えることができ、かつ、モード切替時の操作性を向上させることができる。

また、上記実施の形態では、鉛筆モード（第１のモード）時には、一定以上の接触位置の荷重が検出された場合に、既に描かれた線を消し、消しゴムモード（第２のモード）に切り替えるとし、消しゴムモード（第２のモード）時には、一定以上の接触位置の荷重が検出された場合に、既に消された線を描き、鉛筆モード（第１のモード）に切り替えるとした。しかし、ノック検出時に既に描いた線を消したり、既に消された線を描いたりする判断基準は、所定の値以上、かつ一定時間以上の長さの接触位置の荷重の検出に限らない。例えば、判断基準を、線の長さが一定距離以下の長さであるとしてもよい。

本発明は、例えば、ポインティング・デバイスとの接触位置での荷重を検出可能なセンサを有し、アプリケーションが有する互いに異なるモードの切替を行うペン入力システムに有用である。

１００ 入力装置
１０１ 入力部
１０２ 取得部
１０３ 記憶部
１０４ 管理部
１０５ 判定部
１０６ 検出部
１０７ 切替判定部
１０８ 切替部
１０９ 描画情報管理部
１１０ 描画処理判定部
１１１ 描画処理部

Claims (3)

1. 先端部分が軸筒に押し込まれると第１のノックが発生し、前記第１のノックの発生後に前記先端部分が前記軸筒から引き出されると第２のノックが発生するダブルノック式のノック部を備えるポインティング・デバイスを用いる入力装置であって、前記ポインティング・デバイスとの接触位置での荷重を検出可能なセンサを有する前記入力装置において、
   前記荷重の時間変化と、前記第１のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第１のノックを検出する第１の検出手段と、
   前記荷重の時間変化と前記第２のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第２のノックを検出する第２の検出手段と、
   鉛筆モード及び消しゴムモードを有する描画アプリケーションにおいて、前記鉛筆モード時に前記第１のノックが検出された場合には前記鉛筆モードから前記消しゴムモードに切り替え、前記第１のノックの検出後に前記第２のノックが検出された場合には前記消しゴムモードから前記鉛筆モードに切り替える切替手段と、を具備し、
   前記切替手段は、前記鉛筆モードから前記消しゴムモードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に描かれた線を消し、前記消しゴムモードから前記鉛筆モードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に消された線を描く。
   入力装置。
2. 前記切替手段は、前記第１のノックが検出されるまでの期間及び前記第２のノックが検出された後の期間を前記鉛筆モード期間とし、前記第１のノックが検出されてから前記第２のノックが検出されるまでの期間を前記消しゴムモード期間とする、
   請求項１記載の入力装置。
3. 先端部分が軸筒に押し込まれると第１のノックが発生し、前記第１のノックの発生後に前記先端部分が前記軸筒から引き出されると第２のノックが発生するダブルノック式のノック部を備えるポインティング・デバイスを用いる入力装置であって、前記ポインティング・デバイスとの接触位置での荷重を検出可能なセンサを有する前記入力装置におけるモード切替方法であって、
   前記荷重の時間変化と、前記第１のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第１のノックを検出する第１の検出ステップと、
   前記荷重の時間変化と前記第２のノックにおける前記荷重の時間変化パターンとを比較することにより、前記第２のノックを検出する第２の検出ステップと、
   鉛筆モード及び消しゴムモードを有する描画アプリケーションにおいて、前記鉛筆モード時に前記第１のノックが検出された場合には前記鉛筆モードから前記消しゴムモードに切り替え、前記第１のノックの検出後に前記第２のノックが検出された場合には前記消しゴムモードから前記鉛筆モードに切り替える切替ステップと、を具備し、
   前記切替ステップは、前記鉛筆モードから前記消しゴムモードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に描かれた線を消し、前記消しゴムモードから前記鉛筆モードに切り替えた場合において、前記ポインティング・デバイスとの接触位置の荷重が所定の値以上で、一定時間以上の長さにわたって検出されたときに既に消された線を描く
   モード切替方法。

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